Question

8．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，
（1）应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂；如发现杠杆左端偏高，则可把右端的平衡螺母向左调节，或将左端的平衡螺母向左调节．

如图是小敏同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在表中．

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.5	10	1
2	1	20		10
3	1	20	1.5	10

（2）请将表中的实验数据补充完整．
（3）小敏的第三次实验存在错误，其错误是弹簧测力计没有竖直向下拉（或动力臂测量错误）．
（4）由正确的实验结果可得到杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂．

Answer 1

分析 （1）①探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
②杠杆左端偏高，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；
（2）①根据表格中提供的数据和杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂进行计算；
②由图可见，第3次实验中拉力的方向没有竖直向下，导致力臂不能从杠杆上正确读出；
③根据正确的数据可以计算出动力和动力臂的乘积、阻力和阻力臂的乘积，最后得出杠杆的平衡条件．

解答 解：
（1）①当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂等于支点到力的作用线的距离，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
②杠杆重心左移应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；
（2）①第1次实验中：F₁L₁=F₂L₂=1.5N×10cm=15N•cm，L₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{15N•cm}{1N}$=15cm；
第2次实验中：F₁L₁=F₂L₂=1N×20cm=20N•cm，F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{20N•cm}{10cm}$=2N；
②第3次实验中，拉力的方向向右倾斜，导致动力臂偏小，根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，动力就会变大，因此弹簧测力计的示数变大；
③由数据可以得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）
故答案为：（1）水平；力臂；左；左；（2）①15；2；②弹簧测力计没有竖直向下拉（或动力臂测量错误）；③F₁L₁=F₂L₂．

点评 （1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件就是为了寻找普遍规律．